Question

現(xiàn)有器材如下：①電池E：電動(dòng)勢(shì)4V，內(nèi)阻很小，可以忽略不計(jì)；②電壓表V₁：量程30V，內(nèi)阻約為30kΩ；③電壓表V₂：量程3V，內(nèi)阻約為3kΩ；④電壓表V₃：量程2.5V，內(nèi)阻約為2.5kΩ；⑤定值電阻R₁=1000Ω，滑動(dòng)變阻器R₂：最大阻值為50Ω；⑥電鍵S一個(gè)，導(dǎo)線若干．
（1）要較精確測(cè)定其中某只電壓表的內(nèi)阻，請(qǐng)?jiān)诜娇蛑挟嫵鰧?shí)驗(yàn)電路原理圖．
（2）實(shí)驗(yàn)中，要讀出的物理量有______．
（3）請(qǐng)用已知量和測(cè)量量表示用所測(cè)電壓表內(nèi)阻的表達(dá)式r=______．
（4）在所給的三只電壓表中，能較準(zhǔn)確地測(cè)出其內(nèi)阻的電壓表有______．

Answer 1

（1）測(cè)電壓表內(nèi)阻，實(shí)驗(yàn)中沒有電流表，可以讓待測(cè)電壓表與一個(gè)定值電阻串聯(lián)，
然后與另一個(gè)電壓表并聯(lián)，精確測(cè)量電壓表內(nèi)阻，滑動(dòng)變阻器用分壓接法，
電阻箱與電壓表V串聯(lián)，然后與電壓表V′并聯(lián)，實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示．
（2）閉合開關(guān)，要讀出兩只電壓表的示數(shù)U、U′，
（3）電阻箱與電壓表V串聯(lián)，然后與電壓表V′并聯(lián)，并聯(lián)電路電壓相等，
因此電壓表V與電阻箱的電壓之和等于電壓表V′的示數(shù)U′，則電阻箱兩端電壓U₁=U′-U，
通過電阻箱的電流I=

U1

R1

=

U′-U

R1

，則電壓表V的內(nèi)阻r=

U

I

=

U

U′-U R1

=

UR1

U′-U

．
（4）串聯(lián)電阻兩端電壓與電阻阻值成正比，由題意知，電阻箱R₁的最大阻值是9999.9Ω，電壓表V₁內(nèi)阻約為30kΩ；電壓表V₂內(nèi)阻約為3kΩ，電壓表V₃內(nèi)阻約為2.5kΩ，當(dāng)電壓表V₂、V₃與電阻箱串聯(lián)時(shí)，電壓表與電阻箱分得的電壓相差不是很大，按圖示電路圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，電壓表V、V′示數(shù)之差較大，即電阻箱電壓較大，可以由歐姆定律求出通過待測(cè)電壓表的電流，進(jìn)一步求出電壓表內(nèi)阻；當(dāng)V₁與電阻箱串聯(lián)時(shí)，電壓表V₁分壓分壓很大，電阻箱分得的電壓很小，電壓表V與V′示數(shù)之差幾乎為零，即電阻箱電壓幾乎為零，無法測(cè)出與電阻箱串聯(lián)的電壓表內(nèi)阻；因此根據(jù)圖示電路圖，不能準(zhǔn)確地測(cè)出電壓表V₁的內(nèi)阻，能較準(zhǔn)確地測(cè)出其內(nèi)阻的電壓表有V₂、V₃．
故答案為：（1）電路圖如圖所示；（2）兩只電壓表的示數(shù)U、U′；（3）

UR1

U′-U

；（4）V₂、V₃．